(57)【要約】【課題】  送光用光ファイバや受光用光ファイバがからまることを防止することができる光測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】  複数個の送光用プローブ１２と、複数個の受光用プローブ１３と、筐体９０ａを有し、筐体９０ａの内部に、光発光部２と光検出部３とを備える装置本体９０と、複数本の送光用光ファイバ３０ａからなる送光用光ファイバ群３０と、複数本の受光用光ファイバ４０ａからなる受光用光ファイバ群４０とを備える光測定装置１であって、装置本体９０は、複数個の送光用巻取装置８０と、複数個の受光用巻取装置７０とを備え、１個の送光用巻取装置８０は、１本の送光用光ファイバ３０ａを設定長さまで引き出すとともに、巻き取ることが可能となっており、１個の受光用巻取装置９０は、１本の受光用ファイバ４０ａを設定長さまで引き出すとともに、巻き取ることが可能となっていることを特徴とする。【選択図】図１
2010269021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に光を照射する複数個の送光用プローブと、
前記被検体から放出される光を受光する複数個の受光用プローブと、
筐体を有し、当該筐体の内部に、光を出射する発光部と当該光を検出する光検出部とを備える装置本体と、
複数本の送光用光ファイバからなる送光用光ファイバ群と、
複数本の受光用光ファイバからなる受光用光ファイバ群とを備える光測定装置であって、
前記装置本体は、複数個の送光用巻取装置と、複数個の受光用巻取装置とを備え、
１本の送光用光ファイバは、１個の送光用プローブと発光部とが設定長さで離れるように、両端部に１個の送光用プローブと発光部とを接続し、
１本の受光用光ファイバは、１個の受光用プローブと光検出部とが設定長さで離れるように、両端部に１個の受光用プローブと光検出部とを接続し、
１個の送光用巻取装置は、１本の送光用光ファイバを設定長さまで引き出すとともに、巻き取ることが可能となっており、
１個の受光用巻取装置は、１本の受光用ファイバを設定長さまで引き出すとともに、巻き取ることが可能となっていることを特徴とする光測定装置。
【請求項２】
前記送光用巻取装置は、前記送光用光ファイバが引き出されることにより送光用光ファイバを所望の長さで保持するとともに、保持することが解除されることにより自動的に巻き取ることが可能な回転保持機構を有し、
前記受光用巻取装置は、前記受光用光ファイバが引き出されることにより受光用光ファイバを所望の長さで保持するとともに、保持することが解除されることにより巻き取ることが可能な回転保持機構を有することを特徴とする請求項１に記載の光測定装置。
【請求項３】
前記装置本体は、前記送光用巻取装置に巻き取られた送光用光ファイバの先端部における各送光用プローブを、各固定位置に固定するとともに、前記受光用巻取装置に巻き取られた受光用光ファイバの先端部における各受光用プローブを、各固定位置に固定する固定部を備え、
各送光用プローブと各受光用プローブとには、異なる番号がそれぞれ振り当てられるとともに、各固定位置には、異なる番号がそれぞれ振り当てられており、
各送光用プローブと各受光用プローブとは、対応する番号の固定位置にそれぞれ固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光測定装置。
【請求項４】
前記装置本体は、前記固定部を開閉可能とする蓋部材を備え、
前記蓋部材は、送光用プローブ及び受光用プローブの性能を検査するための光散乱板を有し、
前記光散乱板は、前記蓋部材が閉じられることにより、前記固定部に固定された送光用プローブ及び受光用プローブに押し当てられることを特徴とする請求項３に記載の光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて被検体の内部における測定部位に関する受光量情報を得る光測定装置に関し、さらに詳細には、非侵襲で脳活動を測定する光脳機能イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、脳の活動状況を観察するために、光を用いて簡便に非侵襲で測定する光脳機能イメージング装置が開発されている。このような光脳機能イメージング装置では、被検者の頭皮表面上に配置した送光用プローブにより、異なる２種類の波長λ１、λ２（例えば、７８０ｎｍと８３０ｎｍ）の近赤外光を脳に照射するとともに、頭皮表面上に配置した受光用プローブにより、脳から放出された各波長の近赤外光の強度（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）をそれぞれ検出する。
そして、このようにして得られた受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）から、脳血流中のオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とを求めるために、例えば、Modified Beer Lambert則を用いて関係式（１）（２）に示す連立方程式を作成して、この連立方程式を解いている（例えば、非特許文献１参照）。さらには、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とから総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を算出している。
Ａ（λ１）＝ＥＯ（λ１）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ１）×[deoxyHb]・・・（１）
Ａ（λ２）＝ＥＯ（λ２）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ２）×[deoxyHb]・・・（２）
なお、ＥＯ（λｍ）は、波長λｍの光におけるオキシヘモグロビンの吸光度係数であり、Ｅｄ（λｍ）は、波長λｍの光におけるデオキシヘモグロビンの吸光度係数である。
【０００３】
ここで、送光用プローブと受光用プローブとの間の距離（チャンネル）と、測定部位との関係について説明する。図６（ａ）は、一対の送光用プローブ及び受光用プローブと、測定部位との関係を示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の平面図である。
送光用プローブ１２が被検者の頭皮表面の送光点Ｔに押し当てられるとともに、受光用プローブ１３が被検者の頭皮表面の受光点Ｒに押し当てられる。そして、送光用プローブ１２から光を照射させるとともに、受光用プローブ１３に頭皮表面から放出される光を入射させる。このとき、光は、頭皮表面の送光点Ｔから照射された光のうちで、バナナ形状（測定領域）を通過した光が、頭皮表面の受光点Ｒに到達する。これにより、測定領域の中でも、特に送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線Ｌの中点Ｍから、送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線の距離の半分の深さＬ／２である被検者の測定部位Ｓに関する受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）が得られるとしている。
【０００４】
また、光脳機能イメージング装置では、脳の複数箇所の測定部位に関するオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）をそれぞれ測定するために、例えば、近赤外分光分析計（以下、ＮＩＲＳと略す）等が利用されている（例えば、特許文献１参照）。
図７は、従来の光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図である。また、図８及び図９は、図７に示す光脳機能イメージング装置の外観の一例を示す斜視図である。なお、見やすくするために、数本の送光用光ファイバ３０ａと数本の受光用光ファイバ４０ａとを省略している。
光脳機能イメージング装置１０１は、筐体１９０ａを有する装置本体１９０と、被検者の頭皮表面に装着させる送受光部１０と、Ｓ個の送光用プローブ１２と、Ｔ個の受光用プローブ１３と、Ｓ本の送光用光ファイバ３０ａからなる送光用光ファイバ群３０と、Ｔ本の受光用光ファイバ４０ａからなる受光用光ファイバ群４０とにより構成される。
【０００５】
装置本体１９０は、筐体１９０ａの内部に、近赤外光を出射する発光部２と、受光量情報Ａｎ（λｍ）を検出する光検出部３と、光脳機能イメージング装置１０１全体の制御を行うコンピュータ２０のＣＰＵ２１及びメモリ２５とを備えるとともに、筐体１９０ａの外部に、送光用光ファイバ群３０と受光用光ファイバ群４０とが係止される係止部１８０と、コンピュータ２０の表示装置２３及び入力装置２２と、車輪１９０ｂとを備える。
なお、コンピュータ２０は、ＣＰＵ２１を備え、さらにメモリ２５と、モニタ画面２３ａ等を有する表示装置２３と、入力装置２２であるキーボード２２ａやマウス２２ｂとが連結されている。
【０００６】
送光用光ファイバ３０ａと受光用光ファイバ４０ａとは、直径２ｍｍ、長さ２ｍ〜１０ｍの管状であり、近赤外光を軸方向に伝達することができ、一端部から入射した近赤外光が、内部を通過して他端部から出射したり、他端部から入射した近赤外光が、内部を通過して一端部から出射したりするようになっている。
１本の送光用光ファイバ３０ａは、１個の送光用プローブ１２と、筐体１９０ａの内部の発光部２とを設定長さ（２ｍ〜１０ｍ）で離れるように両端部に接続している。
１本の受光用光ファイバ４０ａは、１個の受光用プローブ１３と、筐体１９０ａの内部の光検出部３とを設定長さ（２ｍ〜１０ｍ）で離れるように両端部に接続している。
【０００７】
図１０は、送光用プローブ（受光用プローブ）の一例を示す斜視図である。
送光用プローブ１２は、円筒形状であり、その外周面は、送受光部１０の貫通孔１１ａに固定できるようになっており、その内周面には、送光用光ファイバ３０ａの一端部が挿入されている。これにより、送光用光ファイバ３０ａの他端部が、発光部２と接続されているので、送光用光ファイバ３０ａの他端部から入射した近赤外光が、送光用光ファイバ３０ａの内部を通過して送光用光ファイバ３０ａの一端部（送光用プローブの先端）から出射することができるようになっている。
また、受光用プローブ１３も、送光用プローブ１２と同様な構造をしており、円筒形状であり、その外周面は、送受光部１０の貫通孔１１ａに固定できるようになっており、その内周面には、受光用光ファイバ４０ａの一端部が挿入されている。これにより、受光用光ファイバ４０ａの他端部が、光検出部３と接続されているので、受光用光ファイバ４０ａの一端部（受光用プローブの先端部）から入射した近赤外光が、受光用光ファイバ４０ａの内部を通過して受光用光ファイバ４０ａの他端部から出射することができるようになっている。
【０００８】
送受光部１０には、測定対象となる被検者の頭皮表面に、Ｓ個の送光用プローブ１２とＴ個の受光用プローブ１３とを密着させるために、ホルダ１１が使用される。ホルダ１１としては、例えば、頭皮表面の形状に合わせて椀形状に成型されたものが使用される。図１１は、ホルダの一例を示す斜視図である。ホルダ１１には、（Ｓ＋Ｔ）個の貫通孔１１ａが行方向と列方向とで３０ｍｍをあけるように形成されている。
そして、測定を行う際には、Ｓ個の送光用プローブ１２とＴ個の受光用プローブ１３とが、ホルダ１１の貫通孔１１ａに、行方向と列方向とに交互となるように挿入されることになる（図１０参照）。このとき、ホルダ１１のどの貫通孔１１ａに、どの送光用プローブ１２又は受光用プローブ１３が挿入されたかが認識されるように、各貫通孔１１ａには、異なる番号がそれぞれ振り当てられているとともに、各送光用プローブ１２と各受光用プローブ１３とにも、異なる番号がそれぞれ振り当てられている。そして、各送光用プローブ１２と各受光用プローブ１３とは、対応する番号の各貫通孔１１ａにそれぞれ挿入されることになる。
【０００９】
図１２は、Ｓ個の送光用プローブとＴ個の受光用プローブとの位置関係の一例を示す図である。なお、送光用プローブ１２を丸で示し、受光用プローブ１３を四角で示す。
このようにＳ個の送光用プローブとＴ個の受光用プローブとを配置して、順番に１個ずつ送光用プローブ１２から光を照射させるとともに、Ｔ個の受光用プローブ１３に頭皮表面から放出される光を入射させることによって、Ｎ箇所の測定部位に関する受光量情報Ａｎ（λ１）、Ａｎ（λ２）（ｎ＝１,２,・・,Ｎ）を得ている。さらに、Ｎ箇所の測定部位における受光量情報Ａｎ（λ１）、Ａｎ（λ２）から、上述したような連立方程式を作成して、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とを算出している。
【００１０】
ところで、測定を行った後には、ホルダ１１からＳ個の送光用プローブ１２とＴ個の受光用プローブ１３とを取り外し、光脳機能イメージング装置１０１を片付けることになる。そこで、係止部１８０は、Ｔ字の棒形状であり、筐体１９０ａの外部の上部に配置されている。これにより、係止部１８０にＳ本の送光用光ファイバ３０ａとＴ本の受光用光ファイバ４０ａとを係止している（図９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１０９９６４号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Factors affecting the accuracy of near-infrared spectroscopy concentration calculations for focal changes in oxygenation parameters, NeuroImage 18, 865-879, 2003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、測定を行った後、光脳機能イメージング装置１０１を片付ける際に、図８に示すように係止部１８０にＳ本の送光用光ファイバ３０ａとＴ本の受光用光ファイバ４０ａとを係止することになるが、Ｓ本の送光用光ファイバ３０ａやＴ本の受光用光ファイバ４０ａがからまるという問題点があった。このようなからまりは、送光用光ファイバ３０ａや受光用光ファイバ４０ａに損傷を与え、さらに次回の測定を行う際には、からまりをほどくための時間を必要とし、非常に手間がかかるという問題点があった。
【００１４】
また、測定を行う前には、送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とを被検者の頭皮表面に当接することになるが、送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とに被検者の頭皮表面のふけや油脂等の汚染物質が付着することがあるため、送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とで正常に測定ができるか否かを検査することがある。このような検査を行う際には、厚さ２０ｍｍのポリアセタール樹脂板と厚さ３ｍｍのネオプレンゴム板とが積層された積層板等であるファントム（光散乱板）を準備することになる。そして、ファントムの表面に送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とを所定の間隔（例えば、３０ｍｍ等）で押し当て、送光用プローブ１２からポリアセタール樹脂板の内部を通過してきた近赤外光を受光用プローブ１３で検出することにより、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）を求めている。その結果、所定の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）を得ることができないときには、アルコール等を浸しためん棒等を用いて、送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とに付着した汚染物質を除去している。つまり、送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とで正常に測定ができるか否かを検査するためには、ファントムを準備して、ファントムの表面に送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とを所定の間隔で押し当てることになるので、非常に手間がかかるという問題点があった。
そこで、本発明は、送光用光ファイバや受光用光ファイバがからまることを防止することができる光測定装置を提供することを目的とする。また、複数個の送光用プローブや複数個の受光用プローブを容易に識別することができる光測定装置を提供することを目的とする。さらに、送光用プローブと受光用プローブとの性能を容易に検査することができる光測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するためになされた本発明の光測定装置は、被検体に光を照射する複数個の送光用プローブと、前記被検体から放出される光を受光する複数個の受光用プローブと、筐体を有し、当該筐体の内部に、光を出射する発光部と当該光を検出する光検出部とを備える装置本体と、複数本の送光用光ファイバからなる送光用光ファイバ群と、複数本の受光用光ファイバからなる受光用光ファイバ群とを備える光測定装置であって、前記装置本体は、複数個の送光用巻取装置と、複数個の受光用巻取装置とを備え、１本の送光用光ファイバは、１個の送光用プローブと発光部とが設定長さで離れるように、両端部に１個の送光用プローブと発光部とを接続し、１本の受光用光ファイバは、１個の受光用プローブと光検出部とが設定長さで離れるように、両端部に１個の受光用プローブと光検出部とを接続し、１個の送光用巻取装置は、１本の送光用光ファイバを設定長さまで引き出すとともに、巻き取ることが可能となっており、１個の受光用巻取装置は、１本の受光用ファイバを設定長さまで引き出すとともに、巻き取ることが可能となっているようにしている。
【００１６】
ここで、「設定長さ」とは、任意の長さであり、送光用光ファイバが接続された送光用プローブ等が、被検者の頭皮表面に装着されたホルダ等に挿入するために必要な距離となり、例えば、２ｍ以上１０ｍ以下となる。
本発明の光測定装置によれば、装置本体は、複数個の送光用巻取装置と、複数個の受光用巻取装置とを備える。そして、１個の送光用巻取装置は、１本の送光用光ファイバを設定長さまで引き出すとともに、巻き取ることが可能となっている。また、１個の受光用巻取装置は、１本の受光用ファイバを設定長さまで引き出すとともに、巻き取ることが可能となっている。これにより、測定を行った後には、送光用光ファイバを送光用巻取装置で巻き取って収納するとともに、受光用ファイバを受光用巻取装置で巻き取って収納することができる。また、測定を行う際には、送光用光ファイバを送光用巻取装置から引き出すとともに、受光用ファイバを受光用巻取装置から引き出すことができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明の光測定装置によれば、送光用光ファイバや受光用光ファイバがからまることを防止することができる。
【００１８】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明の光測定装置は、前記送光用巻取装置は、前記送光用光ファイバが引き出されることにより送光用光ファイバを所望の長さで保持するとともに、保持することが解除されることにより自動的に巻き取ることが可能な回転保持機構を有し、前記受光用巻取装置は、前記受光用光ファイバが引き出されることにより受光用光ファイバを所望の長さで保持するとともに、保持することが解除されることにより巻き取ることが可能な回転保持機構を有するようにしてもよい。
【００１９】
そして、本発明の光測定装置は、前記装置本体は、前記送光用巻取装置に巻き取られた送光用光ファイバの先端部における各送光用プローブを、各固定位置に固定するとともに、前記受光用巻取装置に巻き取られた受光用光ファイバの先端部における各受光用プローブを、各固定位置に固定する固定部を備え、各送光用プローブと各受光用プローブとには、異なる番号がそれぞれ振り当てられるとともに、各固定位置には、異なる番号がそれぞれ振り当てられており、各送光用プローブと各受光用プローブとは、対応する番号の固定位置にそれぞれ固定されるようにしてもよい。
本発明の光測定装置によれば、番号がそれぞれ振り当てられた送光用プローブと受光用プローブとを容易に見つけることができる。
【００２０】
さらに、本発明の光測定装置は、前記装置本体は、前記固定部を開閉可能とする蓋部材を備え、前記蓋部材は、送光用プローブ及び受光用プローブの性能を検査するための光散乱板を有し、前記光散乱板は、前記蓋部材が閉じられることにより、前記固定部に固定された送光用プローブ及び受光用プローブに押し当てられるようにしてもよい。
本発明の光測定装置によれば、別部材の光散乱板を準備することもなく、さらにこの状態で送光用プローブと受光用プローブとの性能を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本本発明の一実施形態である光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光脳機能イメージング装置の外観の一例を示す斜視図である。
【図３】図１に示す光脳機能イメージング装置の外観の一例を示す斜視図である。
【図４】図１に示す送光用巻取装置（受光用巻取装置）の一例を示す分解斜視図である。
【図５】図１に示す固定部の一例を示す平面図である。
【図６】送光用プローブと受光用プローブとの間の距離（チャンネル）と、測定部位との関係について説明するための図である。
【図７】従来の光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図７に示す光脳機能イメージング装置の外観の一例を示す斜視図である。
【図９】図７に示す光脳機能イメージング装置の外観の一例を示す斜視図である。
【図１０】ホルダの一例を示す斜視図である。
【図１１】送光用プローブ（受光用プローブ）の一例を示す斜視図である。
【図１２】Ｓ個の送光用プローブとＴ個の受光用プローブとの位置関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態である光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図である。また、図２及び図３は、図１に示す光脳機能イメージング装置の外観の一例を示す斜視図である。なお、光脳機能イメージング装置１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
光脳機能イメージング装置１は、筐体９０ａを有する装置本体９０と、被検者の頭皮表面に装着させる送受光部１０と、Ｓ個の送光用プローブ１２と、Ｔ個の受光用プローブ１３と、Ｓ本の送光用光ファイバ３０ａからなる送光用光ファイバ群３０と、Ｔ本の受光用光ファイバ４０ａからなる受光用光ファイバ群４０とにより構成される。
【００２４】
装置本体９０は、筐体９０ａの内部に、近赤外光を出射する発光部２と、受光量情報Ａｎ（λｍ）を検出する光検出部３と、光脳機能イメージング装置１全体の制御を行うコンピュータ２０のＣＰＵ２１及びメモリ２５とを備えるとともに、筐体９０ａの外部に、Ｓ個の送光用巻取装置８０と、Ｔ個の受光用巻取装置７０と、送光用光プローブ１２と受光用光プローブ１３とが固定される固定部６０と、固定部６０を開閉可能とする蓋部材５０と、コンピュータ２０の表示装置２３及び入力装置２２と、車輪９０ｂとを備える。
発光部２は、コンピュータ２０から入力された駆動信号により２種類の設定波長のうちから選択される１種類の設定波長の近赤外光を出射する。上記設定波長としては、例えば、７８０ｎｍ（λ１）と８５０ｎｍ（λ２）とが用いられる。
光検出部３は、近赤外光の強度を検出することにより、受光量情報Ａｎ（λｍ）をコンピュータ２０に出力する。
【００２５】
図４は、図１に示す送光用巻取装置（受光用巻取装置）の一例を示す分解斜視図である。
送光用巻取装置８０は、送光用光ファイバ３０ａが外周面に巻付けられる円柱形状の巻付けドラム８５を、下部側の本体容器８７ａと上部側の蓋容器８７ｂとの間に形成される内部空間に収納している。このとき、巻付けドラム８５は、下部側の本体容器８７ａと上部側の蓋容器８７ｂとに対して、軸８６を中心として回動可能とされている。
蓋容器８７ｂには、側面に四角形状の開口窓８３ａと、中央部に円形状の開口窓８３ｂとが形成されている。また、本体容器８７ａには、側面に四角形状の開口窓８４が形成されている。
そして、送光用光ファイバ３０ａの中間部分は、巻付けドラム８５に巻付けられ、送光用光ファイバ３０ａの一端部は、開口窓８３ｂを通過するように引き出されるとともに、送光用光ファイバ３０ａの他端部は、開口窓８３ａと開口窓８４とを通過するように引き出される。そして、送光用光ファイバ３０ａの一端部は、発光部２と接続されるとともに、送光用光ファイバ３０ａの他端部は、送光用プローブ１２と接続される。
【００２６】
これにより、使用者は測定を行う際には、送光用プローブ１２が接続された送光用光ファイバ３０ａを、所望の長さまで引き出すとともに、測定を行った後には、巻付けドラム８５に巻取ることができるようになっている。なお、送光用巻取装置８０は、送光用光ファイバ３０ａが引き出されることにより送光用光ファイバ３０ａを所望の長さで保持するとともに、保持することが解除されることにより自動的に巻き取ることが可能なスプリング手段等の回転保持機構（図示せず）を有するようにしてもよい。
【００２７】
また、受光用巻取装置７０も、送光用巻取装置８０と同様な構造をしている。そして、受光用光ファイバ４０ａの中間部分は、巻付けドラム８５に巻付けられ、受光用光ファイバ４０ａの一端部は、開口窓８３ｂを通過するように引き出されるとともに、受光用光ファイバ４０ａの他端部は、開口窓８３ａと開口窓８４とを通過するように引き出される。そして、受光用光ファイバ４０ａの一端部は、光検出部３と接続されるとともに、受光用光ファイバ４０ａの他端部は、受光用プローブ１３と接続される。
このようなＳ個の送光用巻取装置８０とＴ個の受光用巻取装置７０とが、筐体９０ａの側壁に並べられるように配置されている。
【００２８】
図５は、図１に示す固定部の一例を示す平面図である。
固定部６０は、板形状であり、筐体９０ａの外部の上部で水平方向に突出するように配置されている。固定部６０には、垂直方向に貫通する貫通孔（固定位置）６０ａ、６０ｂが、水平方向に２行となるように形成されており、１行目にＳ個の貫通孔６０ａが形成され、２行目にＴ個の貫通孔６０ｂが形成されている。１行目と２行目との間の間隔は、設定距離（例えば、３０ｍｍ）となっている。そして、各貫通孔６０ａには、左から順番に１、２、・・、Ｓとなるように番号がそれぞれ振り当てられており、一方、各貫通孔６０ｂには、左から順番に１、２、・・、Ｔとなるように番号がそれぞれ振り当てられている。
さらに、１個の貫通孔６０ａには、１本の送光用光ファイバ３０ａが下から上に通過するように引き出されており、１個の送光用プローブ１２を引っ掛けることで固定できるようになっており、一方、１個の貫通孔６０ｂには、１本の受光用光ファイバ４０ａが下から上に通過するように引き出されており、１個の受光用プローブ１３を引っ掛けることで固定できるようになっている。
これにより、各送光用プローブ１２と各受光用プローブ１３とは、対応する番号の貫通孔６０にそれぞれ固定されることになり、番号がそれぞれ振り当てられた送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とを容易に見つけることができるようになっている。
【００２９】
蓋部材５０は、板形状であり、固定部６０の上面を開閉可能とするように配置されている。そして、蓋部材５０は、筐体５０ａと、送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とで正常に測定ができるか否かを検査するためのファントム（光散乱板）５０ｂとが積層されている。ファントム５０ｂは、蓋部材５０が閉じられることにより、固定部６０に固定された送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とに押し当てられるようになっている。つまり、別部材のファントムを準備する必要がないようになっている。
【００３０】
コンピュータ２０においては、ＣＰＵ２１を備え、さらにメモリ２５と、モニタ画面２３ａ等を有する表示装置２３と、入力装置２２であるキーボード２２ａやマウス２２ｂとが連結されている。
また、ＣＰＵ２１が処理する機能をブロック化して説明すると、発光部２及び光検出部３を制御する送受光部制御部４と、受光量情報Ａｎ（λｍ）を取得して脳活動受光量情報を算出する脳活動受光量情報算出部２１ａと、送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とで正常に測定ができるか否かを検査する性能検査部２１ｂとを有する。
【００３１】
送受光部制御部４は、発光部２に駆動信号を出力する発光制御部４ａと、光検出部３から受光量情報Ａｎ（λｍ）を受信することにより、受光用プローブ１３で検出された受光量情報Ａｎ（λｍ）をメモリ２５に記憶させる光検出制御部４ｂとを有する。
発光制御部４ａは、Ｓ個の送光用プローブ１２のうちから選択される１個の送光用プローブ１２に、２種類の設定波長のうちから選択される１種類の設定波長の近赤外光を出射させる駆動信号を発光部２に出力する制御を行う。例えば、まず、番号１の送光用プローブ１２に７８０ｎｍの光を０．１５秒間送光させ、次に、番号２の送光用プローブ１２に７８０ｎｍの光を０．１５秒間送光させるように、番号１の送光用プローブ１２から番号Ｓの送光プローブ１２まで順番に７８０ｎｍの光を送光させる駆動信号を発光部２に出力する。さらに、番号１の送光用プローブ１２から番号Ｓの送光プローブ１２まで順番に７８０ｎｍの光を送光させた後には、同様にして番号１の送光用プローブ１２から番号Ｓの送光用プローブ１２まで順番に８５０ｎｍの光を送光させる駆動信号を発光部２に出力する。このようにして、順番に１個ずつ送光用プローブ１２から近赤外光を照射させる。
【００３２】
光検出制御部４ｂは、光検出部３から受光量情報Ａｎ（λｍ）を受信することにより、受光用プローブ１３で検出された受光量情報Ａｎ（λｍ）をメモリ２５に記憶させる制御を行う。例えば、まず、番号１の送光用プローブ１２から送光された７８０ｎｍの光をＴ個の受光用プローブ１３で検出した受光量情報Ａｎ（λｍ）を受信し、次に、番号２の送光用プローブ１２から送光された７８０ｎｍの光をＴ個の受光用プローブ１３で検出した受光量情報Ａｎ（λｍ）を受信するように、Ｓ個の送光用プローブ１２から送光した７８０ｎｍの光をＴ個の受光用プローブ１３で検出した受光量情報Ａｎ（λｍ）を受信する。さらに、同様にしてＳ個の送光用プローブ１２から送光した８５０ｎｍの光をＴ個の受光用プローブ１３で検出した受光量情報Ａｎ（λｍ）を受信する。
【００３３】
脳活動受光量情報算出部２１ａは、送光用プローブ１２から、当該送光用プローブ１２と設定距離（例えば、３０ｍｍ）で隣接する受光用プローブ１３で受光される光の受光量情報Ａｎ（λ１）、Ａｎ（λ２）を取得して、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とを算出する制御を行う。
具体的には、メモリ２５に記憶された受光量情報Ａｎ（λｍ）の中から、送光用プローブ１２から、当該送光用プローブ１２と３０ｍｍで隣接する受光用プローブ１３で受光される受光量情報Ａｎ（λｍ）を、深さ３０／２ｍｍの受光量情報Ａｎ（λ１）、Ａｎ（λ２）として取得する。これにより、Ｎ箇所の測定部位に関する受光量情報Ａｎ（λ１）、Ａｎ（λ２）が得られる。最後に、上述したような連立方程式を作成して、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とを算出する。
【００３４】
性能検査部２１ｂは、入力装置２２からの入力信号に基づいて、送受光部制御部４を制御することにより、送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とで正常に測定ができるか否かを検査する制御を行う。
例えば、使用者が入力装置２２を操作することにより、送受光部制御部４を制御することで、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）を得る。そして、所定の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）を得ることができていないときには、表示装置２３ａに警告画像を表示することにより、使用者はアルコール等を浸しためん棒等を用いて、送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とに付着した汚染物質を除去することになる。つまり、使用者は別部材のファントムを準備して、ファントムの表面に送光用プローブ１２と受光用プローブ１３とを所定の間隔で押し当てる必要がなくなり、この状態で送光用プローブ１２と受光用プローブ１３との性能を検査することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、非侵襲で脳活動を測定する光脳機能イメージング装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１、１０１：光脳機能イメージング装置（光測定装置）
２：発光部
３：光検出部
４：送受光部制御部
１０：送受光部
１２：送光用プローブ
１３：受光用プローブ
２０：コンピュータ
３０：送光用光ファイバ群
３０ａ：送光用光ファイバ
４０：受光用光ファイバ群
４０ａ：受光用光ファイバ
７０：受光用巻取装置
８０：送光用巻取装置
９０、１９０：装置本体
９０ａ、１９０ａ：筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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